申请/专利权人：中铁大桥科学研究院有限公司;中铁大桥局集团有限公司

申请日：2019-05-09

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN110158462B

主分类号：E01D19/12

分类号：E01D19/12;E01D21/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2019.09.17#实质审查的生效;2019.08.23#公开

摘要：本发明公开了一种用于混凝土桥梁局部的加强构造、混凝土桥梁及施工方法，涉及桥梁施工技术领域，混凝土桥梁包括沥青层、混凝土梁和桥面防水混凝土铺装层，加强构造穿设于桥面防水混凝土铺装层内，加强构造包括超高性能混凝土层和连接板，超高性能混凝土层设于沥青层和混凝土梁间，且超高性能混凝土层与混凝土梁连接成整体，超高性能混凝土层内设有钢筋骨架，连接板包括上下相对设置的第一连接板和第二连接板，第一连接板与钢筋骨架上部连接，第二连接板与钢筋骨架下部连接，本发明能够提高混凝土桥梁薄弱部位的抗拉能力和裂缝控制能力，减少混凝土桥梁出现铺装层开裂、梁端混凝土碎裂或混凝土破损严重的情况。

主权项：1.一种用于混凝土桥梁局部的加强构造，所述混凝土桥梁包括沥青层（3）、混凝土梁（4）和桥面防水混凝土铺装层（5），所述加强构造穿设于所述桥面防水混凝土铺装层（5）内，其特征在于，所述加强构造包括：超高性能混凝土层（1），所述超高性能混凝土层（1）设于所述沥青层（3）和混凝土梁（4）间，且所述超高性能混凝土层（1）与所述混凝土梁（4）连接成整体，所述超高性能混凝土层（1）内设有钢筋骨架（11）；连接板（2），所述连接板（2）包括上下相对设置的第一连接板（21）和第二连接板（22），所述第一连接板（21）与所述钢筋骨架（11）上部连接，所述第二连接板（22）与所述钢筋骨架（11）下部连接；所述钢筋骨架（11）包括上层钢筋网（12）、下层钢筋网（13）和若干竖向植筋（14），若干所述竖向植筋（14）一端与所述混凝土梁（4）固定，其另一端固定所述上层钢筋网（12），所述下层钢筋网（13）固定于所述上层钢筋网（12）和混凝土梁（4）间，所述上层钢筋网（12）靠近所述沥青层（3）的一侧与所述第一连接板（21）固定，所述下层钢筋网（13）靠近所述混凝土梁（4）的一侧与所述第二连接板（22）固定；所述第二连接板（22）与所述混凝土梁（4）贴合。

全文数据：用于混凝土桥梁局部的加强构造、混凝土桥梁及施工方法技术领域本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种用于混凝土桥梁局部的加强构造、混凝土桥梁及施工方法。背景技术在多跨简支体系桥梁中，相邻桥跨桥面连续处变形显著，受力情况复杂，桥面连续结构在刚度和强度方面与桥跨结构相比都较弱，且施工质量也难以保证，日益增长的交通需求导致已建成的桥面连续缝处出现铺装层开裂、梁端混凝土碎裂等病害。现役混凝土桥梁中，由于刚度等性能不足导致混凝土桥梁的桥面混凝土破损严重等问题层出不穷。现有对于易出现铺装层开裂、梁端混凝土碎裂或混凝土破损严重等问题的薄弱部位，通常是在破损后进行灌浆修补，但是这种修补方法不能改善破损部位的受力情况，导致在修补后仍会由于受力复杂和刚度不足等情况而出现破损的现象。发明内容针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于混凝土桥梁局部的加强构造、混凝土桥梁及施工方法，能够提高混凝土桥梁薄弱部位的抗拉能力和裂缝控制能力，减少混凝土桥梁出现铺装层开裂、梁端混凝土碎裂或混凝土破损严重的情况。为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：第一方面，本发明提供一种用于混凝土桥梁局部的加强构造，所述混凝土桥梁包括沥青层、混凝土梁和桥面防水混凝土铺装层，所述加强构造穿设于所述桥面防水混凝土铺装层内，所述加强构造包括：超高性能混凝土层，所述超高性能混凝土层设于所述沥青层和混凝土梁间，且所述超高性能混凝土层与所述混凝土梁连接成整体，所述超高性能混凝土层内设有钢筋骨架；连接板，所述连接板包括上下相对设置的第一连接板和第二连接板，所述第一连接板与所述钢筋骨架上部连接，所述第二连接板与所述钢筋骨架下部连接。在上述技术方案的基础上，所述钢筋骨架包括上层钢筋网、下层钢筋网和若干竖向植筋，若干所述竖向植筋一端与所述混凝土梁固定，其另一端固定所述上层钢筋网，所述下层钢筋网固定于所述上层钢筋网和混凝土梁间，所述上层钢筋网靠近所述沥青层的一侧与所述第一连接板固定，所述下层钢筋网靠近所述混凝土梁的一侧与所述第二连接板固定。在上述技术方案的基础上，所述第二连接板上设有若干供所述竖向植筋穿过的通孔。在上述技术方案的基础上，所述第二连接板与所述混凝土梁贴合。在上述技术方案的基础上，所述第二连接板与所述混凝土梁间设有速凝砂浆层。在上述技术方案的基础上，所述加强构造与所述沥青层间设有环氧类防水层。在上述技术方案的基础上，所述环氧类防水层为环氧树脂系胶粘剂。第二方面，本发明还提供一种设有如上述用于混凝土桥梁局部的加强构造的混凝土桥梁，包括：混凝土梁；沥青层，所述沥青层设于所述混凝土梁上方；桥面防水混凝土铺装层，所述桥面防水混凝土铺装层设于所述混凝土梁和沥青层间，所述混凝土桥梁薄弱部位的所述桥面防水混凝土铺装层内设有所述加强构造。第三方面，本发明还提供一种如上述混凝土桥梁的施工方法，包括以下步骤：对所述混凝土桥梁的薄弱部位进行所述混凝土梁填缝和或桥面防水混凝土铺装层开凿处理；在混凝土桥梁的薄弱部位上方安装所述第二连接板；在第二连接板上方安装钢筋骨架及第一连接板；浇筑所述超高性能混凝土层；对混凝土桥梁铺设沥青层。在上述技术方案的基础上，在铺设所述沥青层时，所述沥青层接缝与所述超高性能混凝土层接缝进行错位设置。与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的一种用于混凝土桥梁局部的加强构造，混凝土桥梁薄弱部位设置连接板，能够降低薄弱部位的弯拉应力，并增强其阻裂性能，同时，在薄弱部位设置超高性能混凝土层，由于超高性能混凝土层具有高抗拉和抗压强度、高弹性模量、高延性、高韧性和高耐久性的特点，通过连接板和超高性能混凝土层的结合，能够相应提高混凝土桥梁薄弱部位的抗拉能力和裂缝控制能力，进而减少混凝土桥梁出现铺装层开裂、梁端混凝土碎裂或混凝土破损严重的情况。附图说明图1为本发明实施例中设有加强构造的混凝土桥梁的立面示意图；图2为本发明实施例中设有加强构造的混凝土桥梁的截面示意图；图3为本发明实施例中设有加强构造的混凝土桥梁的部分放大示意图。图中：1-超高性能混凝土层，11-钢筋骨架，12-上层钢筋网，13-下层钢筋网，14-竖向植筋，2-连接板，21-第一连接板，22-第二连接板，3-沥青层，4-混凝土梁，5-桥面防水混凝土铺装层，6-速凝砂浆层，7-环氧类防水层，8-浇筑孔。具体实施方式以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。参见图1和图2所示，本发明实施例提供一种用于混凝土桥梁局部的加强构造，混凝土桥梁包括沥青层3、混凝土梁4和桥面防水混凝土铺装层5，加强构造穿设于桥面防水混凝土铺装层5内，加强构造包括超高性能混凝土层1和连接板2，超高性能混凝土层1设于沥青层3和混凝土梁4间，且超高性能混凝土层1与混凝土梁4连接成整体，超高性能混凝土层1内设有钢筋骨架11，连接板2包括上下相对设置的第一连接板21和第二连接板22，第一连接板21与钢筋骨架11上部连接，第二连接板22与钢筋骨架11下部连接，且第二连接板22与混凝土梁4贴合。在混凝土桥梁的薄弱部位设置连接板2，能够降低薄弱部位的弯拉应力，并增强其阻裂性能，且设置上下相对设置的第一连接板21和第二连接板22，能够抵抗薄弱部位混凝土顶面及底面的拉应力，其中，薄弱部位为易出现铺装层开裂、梁端混凝土碎裂或混凝土破损严重等问题的部位，同时，在薄弱部位设置超高性能混凝土层1，由于超高性能混凝土层1为超高性能混凝土，其具有高抗拉和抗压强度、高弹性模量、高延性、高韧性和高耐久性的特点，设置在薄弱部位能够进一步的改善该部位的抗拉能力和阻裂性能，通过连接板2和超高性能混凝土层1的结合，能够相应提高混凝土桥梁薄弱部位的抗拉能力和裂缝控制能力，进而减少混凝土桥梁出现铺装层开裂、梁端混凝土碎裂或混凝土破损严重的情况，降低维护成本，提高桥梁使用寿命，且还具有便于施工的特点。参见图2和图3所示，进一步的，通过设置的钢筋骨架11，能够进一步的提高超高性能混凝土层1的抗拉能力，即相应的增加了混凝土桥梁薄弱部位的抗拉能力和阻裂性能，其中，超高性能混凝土层1应满足抗压强度标准值大于等于120MPa、抗折强度大于等于22MPa的指标要求；参见图1和图3所示，优选地，钢筋骨架11包括上层钢筋网12、下层钢筋网13和若干竖向植筋14，若干竖向植筋14一端与混凝土梁4固定，其另一端固定上层钢筋网12，下层钢筋网13固定于上层钢筋网12和混凝土梁4间，上层钢筋网12靠近沥青层3的一侧与第一连接板21固定，下层钢筋网13靠近混凝土梁4的一侧与第二连接板22固定，通过将第一连接板21和第二连接板22分别与上层钢筋网12和下层钢筋网13固定连接，且竖向植筋14与上层钢筋网12和下层钢筋网13固定，提供了超高性能混凝土层1与连接板2之间所需的抗剪和抗推移能力，保证两者共同工作，有效降低超高性能混凝土1底面的弯拉应力，从而提高整体的抗拉能力和阻裂性能，且又由于第二连接板与混凝土梁4贴合，以及竖向植筋14一端与混凝土梁4固定，进而在连接板2与超高性能混凝土层1整体具有较好抗拉能力和阻裂性能的基础上，使该混凝土桥梁的薄弱部位具有较强的抗拉能力和阻裂性能，从而能够减少混凝土桥梁出现铺装层开裂、梁端混凝土碎裂或混凝土破损严重的情况，提高该混凝土桥梁的使用寿命。参见图1所示，其中，第一连接板21上设有若干浇筑孔8，便于在将第一连接板21与上层钢筋网12固定后，通过该浇筑孔8在第一连接板21下方区域内浇筑超高性能混凝土层1，从而保证该超高性能混凝土层1的密实性，进而增强了该超高性能混凝土层1的整体性能，有利于保证该加强构造的抗拉能力和阻裂性能；第二连接板22上设有若干供竖向植筋14穿过的通孔，能够在设置第二连接板22的区域进行竖向植筋14的设置，从而保证了第一连接板21和第二连接板22之间的整体强度。参见图3所示，所述第二连接板22与所述混凝土梁4贴合，优选地，第二连接板22与混凝土梁4间设有速凝砂浆层6，能够保证第二连接板22与混凝土梁4紧密贴合，保证了其平整性，有利于混凝土梁4和第二连接板22间传力可靠性。加强构造与沥青层3间设有环氧类防水层7，优选地，环氧类防水层7为环氧树脂系胶粘剂，能够提高加强构造与沥青层3间的粘接性，同时，在铺设环氧类防水层7时，对加强构造的上表面进行凿毛处理，能够进一步的提高加强构造与沥青层3间的粘接性能。参见图1至图3所示，本实施例还提供一种设有上述用于混凝土桥梁局部的加强构造的混凝土桥梁，包括：混凝土梁4；沥青层3，沥青层3设于混凝土梁4上方；桥面防水混凝土铺装层5，桥面防水混凝土铺装层5设于混凝土梁4和沥青层3间，且混凝土桥梁薄弱部位的桥面防水混凝土铺装层5设有加强构造。该混凝土桥梁的薄弱部位设置加强构造，加强构造包括连接板2，能够降低薄弱部位的弯拉应力，并增强其阻裂性能，其中，薄弱部位为易出现铺装层开裂、梁端混凝土碎裂或混凝土破损严重等问题的部位，同时，加强构造还包括超高性能混凝土层1，由于超高性能混凝土层1为超高性能混凝土，其具有高抗拉和抗压强度、高弹性模量、高延性、高韧性和高耐久性的特点，设置在薄弱部位能够进一步的改善该部位的抗拉能力和阻裂性能，通过连接板2和超高性能混凝土层1结合形成的加强构造，能够相互间配合作用以提高混凝土桥梁薄弱部位的抗拉能力和裂缝控制能力，进而减少混凝土桥梁出现铺装层开裂、梁端混凝土碎裂或混凝土破损严重的情况，降低维护成本，提高桥梁使用寿命，且还具有便于施工的特点。参见图1至图3所示，本实施例还提供一种如上述混凝土桥梁的施工方法，包括以下步骤：在工厂内制作连接板2；对混凝土桥梁的薄弱部位进行混凝土梁4填缝和或桥面防水混凝土铺装层5开凿处理；在混凝土桥梁的薄弱部位上方安装第二连接板22；在第二连接板22上方安装钢筋骨架11及第一连接板21；浇筑超高性能混凝土层1；对混凝土桥梁铺设沥青层3。其中，当混凝土桥梁为正建桥梁，对混凝土桥梁的薄弱部位进行混凝土梁4填缝处理，避免浇筑混凝土时出现泄漏的情况；完成非薄弱部位的桥面防水混凝土铺装层5的钢筋和混凝土浇筑施工，同时，将桥面防水混凝土铺装层5两侧的钢筋向带设置加强构造的薄弱部位方向伸出合理长度；第二连接板22和薄弱部位的混凝土梁4顶部进行定位钻孔；对薄弱部位的混凝土梁4顶部设置竖向植筋14；在混凝土梁4设置第二连接板22的位置铺筑速凝砂浆层6，并在速凝砂浆层6上第二连接板22；在薄弱部位安装下层钢筋网13和上层钢筋网12，下层钢筋网13与桥面防水混凝土铺装层5外伸的钢筋及第二连接板22上表面焊接，上层钢筋网12与竖向植筋14焊接；定位、调平、并安装第一连接板21，并将第一连接板21与上层钢筋网12焊接固定；在薄弱部位进行浇筑超高性能混凝土层1，并对其养护至强度满足要求；及时对超高性能混凝土层1上表面凿毛并铺设环氧类防水层7；在环氧类防水层7铺设完成后，立即铺设沥青层3，以完成对桥梁的建造施工。当混凝土桥梁为出现开裂或破损的已建成桥梁时，对混凝土桥梁薄弱部位或开裂部位的沥青层3和桥面防水混凝土铺装层5进行开凿操作，当开凿部位的混凝土梁4设有接缝时，需要对接缝进行填缝处理；对第二连接板22和混凝土梁4顶部进行定位钻孔；对薄弱部位的混凝土梁4顶部设置竖向植筋14；在混凝土梁4设置第二连接板22的位置铺筑速凝砂浆层6，并在速凝砂浆层6上第二连接板22；在薄弱部位安装下层钢筋网13和上层钢筋网12，下层钢筋网13与桥面防水混凝土铺装层5外伸的钢筋及第二连接板22上表面焊接，上层钢筋网12与竖向植筋14焊接；定位、调平、并安装第一连接板21，并将第一连接板21与上层钢筋网12焊接固定；在薄弱部位进行浇筑超高性能混凝土层1，并对其养护至强度满足要求；及时对超高性能混凝土层1上表面凿毛并铺设环氧类防水层7；在环氧类防水层7铺设完成后，立即铺设沥青层3，以完成对桥梁的维修或养护施工。在铺设沥青层3时，沥青层3接缝与超高性能混凝土层1接缝进行错位设置，能够避免沥青层3接缝与超高性能混凝土层1接缝由于位于同一位置时，容易导致该处出现开裂和破损的情况，即通过错位设置能够减小接缝对抗拉能力和阻裂性能的影响。本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

权利要求：1.一种用于混凝土桥梁局部的加强构造，所述混凝土桥梁包括沥青层3、混凝土梁4和桥面防水混凝土铺装层5，所述加强构造穿设于所述桥面防水混凝土铺装层5内，其特征在于，所述加强构造包括：超高性能混凝土层1，所述超高性能混凝土层1设于所述沥青层3和混凝土梁4间，且所述超高性能混凝土层1与所述混凝土梁4连接成整体，所述超高性能混凝土层1内设有钢筋骨架11；连接板2，所述连接板2包括上下相对设置的第一连接板21和第二连接板22，所述第一连接板21与所述钢筋骨架11上部连接，所述第二连接板22与所述钢筋骨架11下部连接。2.如权利要求1所述的一种用于混凝土桥梁局部的加强构造，其特征在于：所述钢筋骨架11包括上层钢筋网12、下层钢筋网13和若干竖向植筋14，若干所述竖向植筋14一端与所述混凝土梁4固定，其另一端固定所述上层钢筋网12，所述下层钢筋网13固定于所述上层钢筋网12和混凝土梁4间，所述上层钢筋网12靠近所述沥青层3的一侧与所述第一连接板21固定，所述下层钢筋网13靠近所述混凝土梁4的一侧与所述第二连接板22固定。3.如权利要求2所述的一种用于混凝土桥梁局部的加强构造，其特征在于：所述第二连接板22上设有若干供所述竖向植筋14穿过的通孔。4.如权利要求1所述的一种用于混凝土桥梁局部的加强构造，其特征在于：所述第二连接板22与所述混凝土梁4贴合。5.如权利要求4所述的一种用于混凝土桥梁局部的加强构造，其特征在于：所述第二连接板22与所述混凝土梁4间设有速凝砂浆层6。6.如权利要求1所述的一种用于混凝土桥梁局部的加强构造，其特征在于：所述加强构造与所述沥青层3间设有环氧类防水层7。7.如权利要求6所述的一种用于混凝土桥梁局部的加强构造，其特征在于：所述环氧类防水层7为环氧树脂系胶粘剂。8.一种设有如权利要求1所述用于混凝土桥梁局部的加强构造的混凝土桥梁，其特征在于，包括：混凝土梁4；沥青层3，所述沥青层3设于所述混凝土梁4上方；桥面防水混凝土铺装层5，所述桥面防水混凝土铺装层5设于所述混凝土梁4和沥青层3间，所述混凝土桥梁薄弱部位的所述桥面防水混凝土铺装层5内设有所述加强构造。9.一种如权利要求1所述混凝土桥梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：对所述混凝土桥梁的薄弱部位进行所述混凝土梁4填缝和或桥面防水混凝土铺装层5开凿处理；在混凝土桥梁的薄弱部位上方安装所述第二连接板22；在所述第二连接板22上方安装钢筋骨架11及第一连接板21；浇筑所述超高性能混凝土层1；对混凝土桥梁铺设沥青层3。10.如权利要求9所述的施工方法，其特征在于：在铺设所述沥青层3时，所述沥青层3接缝与所述超高性能混凝土层1接缝进行错位设置。

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